【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维复合材料激光切孔方法
[0001]本专利技术属于激光加工
，特别是一种碳纤维复合材料激光切孔方法。
技术介绍
[0002]碳纤维复合材料(CFRP)已在航空航天、汽车制造等领域得到广泛的应用，而在应用过程中，不可避免的需要对CFRP材料进行钻孔、铣削、开槽等加工。
[0003]目前，CFRP材料的主要钻孔方法是机械钻孔，但由于碳纤维布的层间剪切强度较低，在机械钻孔过程中容易产生分层缺陷。此外，机械钻孔还存在表面缺陷，如毛刺、空洞、基体脱粘、纤维拔出和严重的刀具磨损。
[0004]由此，现已发展出通过激光进行CFRP材料加工，如钻孔的技术方案，其主要是使得材料通过吸收激光能量来实现钻孔，但由于碳纤维和基体材料的性能存在巨大差异，因此在激光钻孔过程中会出现热影响区(HAZ)，严重影响材料的机械性能。
技术实现思路
[0005]为解决上述问题，本专利技术提出一种碳纤维复合材料激光切孔方法，其通过在碳纤维复合材料表面涂抹硅油以及结合交替扫描模式来减小热影响区域(HAZ)，同时通过涂抹装...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料激光切孔方法，其包括如下步骤：S1、将碳纤维复合材料在厚度方向上划分为若干待切割层；S2、在每一待切割层上、在待制孔范围内设置若干同心圆形扫描轨迹；S3、激光光束在厚度方向上从上至下依次完成每一待切割层的材料剥离，最终在碳纤维复合材料上形成通孔；其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：激光光束按照预定扫描模式沿前一待切割层上的圆形扫描轨迹进行扫描，相邻的两次扫描完成后，两个不同圆形扫描轨迹之间的材料被剥离，按照预定扫描模式执行所有扫描完成后，即完成该待切割层上的材料剥离；控制激光光束焦点下降；激光光束按照预定扫描模式沿下一待切割层上的圆形扫描轨迹进行扫描，相邻的两次扫描完成后，两个不同圆形扫描轨迹之间的材料被剥离，按照预定扫描模式执行所有扫描完成后，即完成该待切割层上的材料剥离；重复上述步骤，直至完成每一待切割层的材料剥离，最终在碳纤维复合材料上形成通孔。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定扫描模式包括：顺序扫描模式：将相邻两个圆形扫描轨迹之间的间距均设置为h，激光光束按照由外向内的顺序依次沿每一圆形扫描轨迹完成扫描。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定扫描模式包括：交错扫描模式：将相邻两个圆形扫描轨迹之间的间距均设置为h，激光光束每次沿任意一个圆形扫描轨迹完成扫描，且相邻两次扫描之间的扫描间距H＝nh，n为大于或等于1的正整数。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，在首次对待切割层进行材料剥离前，在碳纤维复合材料表面涂抹硅油。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过涂抹装置在碳纤维复合材料表面涂抹硅油，所述涂抹装置包括：动力源；载物台，其用于承载碳纤维复合材料；喷筒装置，其用于释放硅油至碳纤维复合材料表面；往复运动机构，其连接所述喷筒装置，用于带动喷筒装置沿水平面上的第一方向作直线运动；第一升降驱动机构，其连接所述动力源；第一升降机构，其连接所述第一升降驱动机构，用于控制往复运动机构开始/停止运动；第二升降机构，其连接所述第一升降驱动机构，用于带动载物台沿水平面上的第二方向作直线运动；第二升降驱动机构，其连接所述动力源；以及第三升降机构，其连接第二升降驱动机构，用于带动喷筒装置做升降运动。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述动力源包括：电动机、传动转轴、主动锥
齿轮；其中，所述电动机用于提供转动动力，所述传动转轴连接所述电动机的转动动力输出端，所述主动锥齿轮连接所述转轴。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一升降驱动机构包括：第一从动锥齿轮、第一转轴、第一棘轮、第一中间轴、第一凸轮。其中，所述第一从动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合，所述第一转轴两端分别对应连接第一从动锥齿轮及第一棘轮内圈，所述第一中间轴两端分别对应连接棘轮外圈及第一凸轮。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一升降机构包括：第一主动直齿轮、第一滚轮、第一滑轴、第一顶升轴以及第一从动直齿轮；其中，所述第一主动直齿轮连接所述转轴靠近电动机的一端，所述第一凸轮上侧设置有第一滚轮，所述第一滑轴下端与第一滚轮中心转动连接、上端与第一顶升轴下端转动连接，所述第一从动直齿轮连接所述第一顶升轴中部，且所述第一顶升轴上端连...
【专利技术属性】
技术研发人员：荣佑民，黄禹，杨智晖，李文元，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。